[發(fā)明專利]多功能音準練習(xí)機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910174474.7
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN101923794A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳學(xué)煌
• 申請（專利權(quán)）人: 陳學(xué)煌
• 主分類號: G09B15/00
• 分類號: G09B15/00;G10G7/00;G10H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電聲技術(shù)領(lǐng)域。

音樂是人類生活中不可缺少的組成部分，音樂的組成很有特點，它是由一個個的聲音元素——樂音有規(guī)律排列而形成的。樂音與其他聲音的區(qū)別主要表現(xiàn)在音調(diào)、音色和時值三個方面，其中音調(diào)又稱音高，是這三者中最重要的。一個人發(fā)音的音色很好，但如果音調(diào)唱不準就不好聽了，俗稱左嗓子。可見音高的感和訓(xùn)練是非常重要的。

背景技術(shù)

在已有技術(shù)中，聲控電子樂器可以檢測出人的歌聲基頻，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楹椭C的電子樂音，形成了自動伴奏系統(tǒng)；或者進一步與視頻技術(shù)結(jié)合形成視頻輸出的自動伴奏系統(tǒng)；音準儀和校音器則用于檢測樂器發(fā)出的聲音與標準樂音的偏差，用于樂器校音。本發(fā)明取這幾者之長，采用先進可靠的檢測技術(shù)和指示方法，構(gòu)成一種適用于各種聲音(包括人的歌聲和樂器聲音)的音高鑒別裝置，該裝置不僅可給出音高偏差的視覺指示，還利用現(xiàn)代語音合成及播放技術(shù)給出相應(yīng)的語音提示，是一種可廣泛用于歌唱練聲、樂器校音等領(lǐng)域的綜合裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述的音高鑒別裝置如圖1所示，其中聲傳感器完成聲電轉(zhuǎn)換功能，它使用指向的傳感器以減少環(huán)境噪聲的干擾，當用于樂器音高鑒別時則宜使用拾振器，它撿拾樂器的震動，可有效避免外界聲波的干擾。

聲傳感器輸出的電信號經(jīng)信號調(diào)理電路穩(wěn)幅放大后送到基頻檢測器，基頻檢測器可使用圖2所示的實時硬件檢測器(“有效過零點”基頻檢測器)，這種檢測器與目前電子校音器中普通的整形電路相比具有準確度大幅提高的優(yōu)點，在聲控電子樂器中被成功應(yīng)用；或者使用圖3所示的軟件基頻檢測器，聲信號經(jīng)數(shù)字化后，由軟件模擬上述硬件檢測方法求取基頻，或者用目前語音處理技術(shù)中廣泛使用的平均幅度差法及自相關(guān)法等基音估值方法得出基頻。這兩者中硬件方法實時性好，但成本高，軟件法實時性稍差，但用于音準練習(xí)和鑒別時常可勿略之，其優(yōu)點是節(jié)約了硬件成本，并且這時圖3中的微處理器可以與主控微處理器合二而一。

輸入的聲音基頻被檢測出來后，須將其與標準音高進行比較，從而給出判別結(jié)果，?圖1中的標準音ROM中保存著按照十二平均律或中國五聲音階、西洋七聲音階等各種規(guī)則制成的數(shù)表，這些規(guī)則稱為律制，各國有所不同。目前在全世界范圍中流行最廣的是十二平均律律制，因此這是制表的首選。表中的標準音階數(shù)據(jù)與所測得的基頻數(shù)據(jù)之差別可通過各種方式提示出來，如液晶、LED等各種發(fā)光顯示器等。圖1中的語音庫則是作為一種更方便的提示而設(shè)置的。它利用語音播報方法通過聲音給出提示，與本裝置尤為切合。例如，當檢測到基頻為小字組a音并且偏高30音分時，可發(fā)出語音提示：“小字組、a、偏高30音分”；當檢測到基頻為準確的大字組F音時，可發(fā)出語音提示“大字組、F、準確”，等等，其余類同。通常可將偏差在±10或±15音分之內(nèi)的檢測結(jié)果視為“準確”。

為了減少語言庫的容量，可將上述提示語句分解為其組成單元，構(gòu)建成語料庫，在這里只須較少的語料即可滿足要求，可使庫容量大大減小。例如，只須有“大、小、字、一、二、三、組、音分、偏高、偏低、C、升C、D、降E……”等等基本語料，就能合成所需的提示語音。語音文件的格式，也對容量有重要影響，在使用WAV格式時，11KHZ的采樣率即可，能夠基本保證語言清晰度；還可使用MP3、VOC等其它壓縮格式并選擇合適碼率，可進一步減少庫容，降低成本。

除了語音提示外，仍可一并使用傳統(tǒng)的液晶或LED顯示器，將音階名稱、音高偏差(音分數(shù))的音分數(shù)等信息顯示出來，增加了使用的方便性。圖中的輸入鍵提供人機交互功能，例如選擇工作模式：是否語音播報；是單音播報還是若干音后統(tǒng)一播報以及播報音色選擇等；選擇是否先給出標準音提示，這時機器先輸出標準音階的樂音(通過音源輸出可取得高音質(zhì))，再檢測輸入聲音的音高，最后給出音高鑒別結(jié)果。使用這種互動模式有利于人們練習(xí)發(fā)音的準確性，特別有利于兒童音樂能力的提高，這種情況下語音庫還可預(yù)存“真棒”、“好極了”、“80分”、“100分”等鼓勵性語言，增加學(xué)習(xí)的趣味性。

所有上述提示功能的實現(xiàn)，都是由主控微處理器系統(tǒng)來完成的。與流行的數(shù)碼產(chǎn)品一樣，主控微處理器一般采用ARM芯片或高端單片機芯片，高的速度有利于保證軟件基頻檢測仍具有較好的實時性。

附圖說明

圖1是多功能音準練習(xí)機結(jié)構(gòu)圖；

圖2是實時硬件基頻檢測器結(jié)構(gòu)圖，它輸出基頻脈沖波，送往微處理器計算出基頻；

圖3是軟件基頻檢測器的硬件結(jié)構(gòu)圖，圖中的微處理器可利用主控微處理器，由一個基頻檢測軟件模塊完成基音周期估值；

圖4是小型多功能音準練習(xí)機的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式